JP2004520698A - エレクトロルミネセントデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】電極層を、確固たる信頼性を有して、かつ、高い歩留りで製造することを可能にするエレクトロルミネセントデバイスを提供すること。
【解決手段】エレクトロルミネセントデバイス（５１）は、エレクトロルミネセントデバイス（５１）の電極層を、複数の独立にアドレス可能な電極セグメント（１１ａ， １１ｂ， １１ｄ）に区画するためのオーバーハンギング部（１３）を持つ区画用レリーフパターンを有している。そのオーバーハンギング部（１３）は、あらかじめ定められた位置（１３ｂ， １３ｃ， １３ｄ， １３ｅ）において曲がっている。そのように形成された曲がりは、電極セグメント（１１ａ， １１ｂ， １１ｄ）が、オーバーハンギング部（１３）の頂に存在する第２の電極層を介して偶発的に接続される危険性を減少させるために、湾曲して弧状にされ、および／または、斜角をつけられている。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトロルミネセントデバイスの電極層をパターニングするためにアンダーカットされたオーバーハンギング部を有するレリーフパターンを備えた基板表面を有するエレクトロルミネセントデバイスであって、そのオーバーハンギング部が、少なくとも１つの実質的な線分部分とあらかじめ定められた位置における１つの曲がりとを有する外境界線を持つエレクトロルミネセントデバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に云えば、エレクトロルミネセント（ＥＬ）デバイスは、電極から電流が供給され、その電流が内部を流れるときに発光することのできるＥＬ材料を有するデバイスである。電極間あるいは電極層間に配されたＥＬ材料（あるいは、存在するとすれば、どんな他の機能材料でも）が、有機的な性質、あるいは、ポリマー的な性質を有すると、そのデバイスは、それぞれ、有機ＥＬデバイスあるいはポリマーＥＬデバイスと呼ばれる。本発明に関しては、用語「有機」は、「ポリマー」を包含している。
【０００３】
ダイオード型のＥＬデバイス、即ち、発光ダイオードは、電流を一方向に優先的に流し、一般に、ホール注入電極（アノードともいう）と電子注入電極（カソードともいう）との間に配されたＥＬ材料を有する。適切な電圧を印加することによって、ホールおよび電子が、それぞれ、アノードおよびカソードからＥＬ材料に注入される。ＥＬ材料の内部におけるホールと電子との発光再結合によって、光が生成される。種々の有機ＥＬ材料を用いることによって、発光の色を変化させることができる。
【０００４】
ＥＬデバイスは、光源として用いることができ、特に、有機タイプのそれは、ディスプレイのバックライトのような大面積照射応用に適している。複数のエレクトロルミネセント素子（以下、ピクセルとも呼ばれる）を有する（有機）ＥＬデバイスは、単色ディスプレイデバイスやマルチカラーディスプレイデバイス、静止画像ディスプレイ、セグメント形ディスプレイデバイス、あるいは、パッシィブマトリクスディスプレイやアクティブマトリクスディスプレイのようなディスプレイ用途に適している。有機ＥＬデバイス、とりわけ、ポリマーＥＬデバイスは、フレキシブル、即ち、曲げることができ、したがって、撓まない、および／または、フラットなディスプレイでは実現不可能なディスプレイ応用を可能にするように形作ることができる。
【０００５】
欧州公開特許ＥＰ−Ａ−８９２５８８号公報に、１つのエレクトロルミネセントデバイスが、セグメント形ＥＬディスプレイデバイスの形で開示されている。電子注入電極層を独立にアドレス可能なセグメントにパターン化するために、区画用オーバーハンギング部を持つレリーフパターンが、基板上に備えられている。オーバーハンギング部は、Ｔ字形状をしており、したがって、アンダーカット領域を備えている。電極層が、基板に対して直角に向けられた電極材料のフラックスを伴う真空蒸着を用いて堆積されると、電極材料は、そのアンダーカット領域に達することができず、したがって、電極層は、個々のセグメントに区画される。オーバーハンギング部は、アンダーカット領域の外境界線を、したがって、電極セグメントの輪郭を描く外境界線を持っている。あらかじめ定められた望ましい電極層パターンに適合するように、この外境界線は、実質的な線分部分を持っており、そして、あらかじめ定められた位置で曲がっている。
実際には、アンダーカットの大きさに、１つのバランスが見出されなければならない。あまりにも大きなアンダーカット領域は、ＥＬデバイスの、後に続く層の堆積に悪影響を及ぼし、また、与えられた頂の幅において、オーバーハンギング部が倒れ落ちる危険性を増加させるであろうが、一方、あまりにも小さいアンダーカットは、電極分離を信頼できないものとする。どの場合にも、上述のタイプの電極層を首尾良くパターン化できるプロセス・ウィンドーは、かなり狭い。電極層堆積プロセスにおける変動、あるいは、区画用レリーフパターンを備える過程における変動のために、そして、そのような変動は、どのようなプロセスにも本来的なものであるから、偶発的に電気的に接続された電極セグメントに通じる全ての位置で電極分離が首尾良く達成されることはないであろう。そのように配線された電極を持つデバイスは不完全で、製造プロセスの歩留まりを減少させる。
【０００６】
本発明の１つの目的は、なかんずく、電極層を、確固たる信頼性を有して、かつ、高い歩留りで製造することを可能にする、冒頭のパラグラフに記述されたタイプのエレクトロルミネセントデバイスを提供することである。とりわけ、区画用レリーフパターンが、フォトレジストのようなフォトパターン化された材料またはフォトパターン化可能な材料で作られるときに、改善された信頼性、強健さ、および、歩留りが、実現されることになる。さらにとりわけ、改善された歩留りは、また、ＥＬ層のようなＥＬデバイスの機能的な層がウェット堆積法によって堆積されるときにも、達成されるに違いない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、前記曲がりが、曲がりにおける前記オーバーハンギング部を、前記オーバーハンギング部の前記線分部分におけると実質的に同じ大きさまでアンダーカットさせるほどに十分に滑らかであることを特徴とする、冒頭のパラグラフに記述のエレクトロルミネセントデバイスで達成される。
【０００８】
本発明者達は、電極セグメント間の偶発的な短絡が、オーバーハンギング部が、より厳密には、オーバーハンギング部の外境界線が、曲っている位置で主に生じるということを観察している。十分に滑らかな曲がりを用いることによって、滑らかな曲がりに沿う位置が、線分部分に沿う位置に十分に似たものになり、したがって、曲がり位置における短絡の危険性が、線分部分でのレベルまで減少する。
【０００９】
外境界線が、電極セグメントの短絡の発生に寄付する複数の曲がりを含有している場合に、全てのそのような曲がりを十分に滑らかにすることが有効であることは、明白である。
【００１０】
曲がりと線分部分とに実質的に同じ大きさのアンダーカットを得ることは、ＥＬ層のようなＥＬデバイスの機能的な層が、スピンコーティングやインクジェットプリンティングのようなウェット堆積法を用いて備えられる場合に、そのような層が得られる流動種が、アンダーカット領域１５内を進み、アンダーカット領域内に厚い堆積（０．５ μｍもの厚さの堆積が観察されている）の形成に至り、したがって、アンダーカットの大きさをさらに減少させることが観察されているので、そのような場合にとりわけ重要である。
【００１１】
本発明をさらに解明すると、オーバーハンギング部の外境界線は、オーバーハンギング部のアンダーカット領域の外境界線を決め、したがって、その外境界線を基板表面上に垂直に投影することによって電極パターンの輪郭を決める連続曲線であるということが理解される。外境界線とレリーフパターンを支えている表面とを接続するオーバーハンギング部の表面が、オーバーハンギング部の側壁である。
【００１２】
外境界線は、１つのあらかじめ定められた位置に１つの曲がりを有している。用語「あらかじめ定められた」とは、その曲がりが、製造工程中のある欠陥（偶然であれ系統的であれ）によって作り出される曲がりとは対照的に、特別の目的に役立ったり、特別の技術的な効果を備えているということを意味するものであると理解されるべきである。曲がりの両側の任意の２点を結ぶ全ての線分が、オーバーハンギング部の外部を通る場合、曲がりは内側曲がりであるといわれ、あるいは、曲がり部分は内側曲がり部分であるといわれる。反対に、任意のそのような線分がオーバーハンギング部の内部を通る場合、曲がりは外側曲がりであるといわれる。
【００１３】
オーバーハンギング部の１つの特定の形状は、リブ形状のオーバーハンギング部である。そのようなリブ形状のオーバーハンギング部は、各側に１つの側壁を持っている。リブ形状部の１つの単純な曲がりは、外境界線が、たがいにほぼ平行に走る１つの内側曲がりと１つの外側曲がりとを持っている曲がりである。
【００１４】
その曲がりは、十分に滑らかであるべきである。曲がりの滑らかさは、例えば、区画用レリーフパターンが作られるフォトパターン化可能な材料をパターン化するために用いるマスクに適切な調整を行うことにより調整することができる。
【００１５】
曲がりが滑らかでなければならない大きさは、なかんずく、区画用レリーフパターンを備えるために用いられる照射装置の解像限界に依存する。したがって、特定の滑らかさの値を与えるのではなく、広義に、曲がりが滑らかでなければならない大きさを、オーバーハンギング部がアンダーカットされる大きさで定義するのが適切である。曲がりが必要な大きさまで滑らかであるかどうかは、境界線に沿う種々の位置において区画用レリーフパターンの断面の走査型電子顕微鏡写真をとるなどのルーチン分析技術によって確証することができる。望ましければ、適切に設計されたテスト構造を、この目的に使用することができる。
【００１６】
本発明では、外境界線の位置Ｘにおけるアンダーカットの大きさは、点Ｘをオーバーハンギング部を支えている表面に垂直に投影して得られる点と、オーバーハンギング部を支えている表面と、Ｘにおける横軸断面（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｐｒｏｆｉｌｅ）を含む平面内にあり、Ｘを通り、Ｘと異なる位置でオーバーハンギング部の側壁に接するが交差しない線、あるいは、側壁がＸにおいて実質的に直線であれば、その直線の側壁に一致する線との交点と、の間の距離として定義される。外境界線の位置Ｘにおける横軸断面は、当該位置を有し、かつ、外境界線の位置Ｘにおける接線の基板表面への垂直投影（即ち、外境界線が曲線であれば基板表面の接平面）に対応する法線を持つ断面に包含される。
【００１７】
本発明に従えば、曲がりにおけるアンダーカットの大きさＵ_ｂは、線分部分におけるアンダーカットの大きさＵ_ｓと実質的に同じであるべきである。当業者には、アンダーカットの大きさと短絡の危険性との間の関係が徐々に変化する関係であるということ、および、実質的に相等しいアンダーカットと相異なるアンダーカットとを分離する、どんな定量的分岐ラインも、ある程度自由裁量にまかされるところがあるということは、容易に認識されるであろう。このことを心に留めて、本発明では、「実質的に同じ」とは、Ｕ_ｂ／Ｕ_ｓが、０．８０より大きく、好ましくは０．９０より大きく、さらに好ましくは０．９５より大きいことを意味すると理解されるべきである。
【００１８】
曲がりが滑らかでない場合、それをもっと滑らかにすることができる少なくとも２つの仕方、すなわち、曲がりに斜角をつけることによる、あるいは、曲がりを湾曲させて弧状にすることによる、あるいは、それらの組み合わせによる仕方がある。
【００１９】
アンダーカットの大きさに基づいて曲がりの滑らかさを選択することは、電極セグメントが短絡する危険性を判断するための信頼できる基準である。しかしながら、その適用は、特定の位置、特に、曲がりがある位置で断面を取ることを必要とし、それは、正確にそれらの位置で基板を分断することを伴うので、扱いにくいことがある。したがって、より簡単に用いることができる基準を持つことは、有益なことである。
【００２０】
通常、ＥＬデバイスは、第１と第２の電極層の間に配されたＥＬ層を有している。第２の電極層は、区画用レリーフパターンによってパターン化されているとする。任意に、それは、ホールや電子の輸送／注入層のような層をさらに含有することもある。第２の電極層のセグメント間の偶発的な短絡の危険性の減少ということに関しては、第１の電極層、ＥＬ層、および、ホールや電子の輸送／注入層、ならびに、そのような層の材料の選択は、決定的なことではない。
【００２１】
好適な有機ＥＬ材料には、低分子量あるいは高分子量の有機のフォトルミネセント化合物、エレクトロルミネセント化合物、蛍光性化合物および燐光性化合物が含まれる。好適な低分子量化合物は、当業界において周知であり、トリス（８−キノリノール）アルミニウム錯体およびクマリンを含んでいる。そのような化合物は、真空蒸着法を用いてつけることができる。
【００２２】
好ましい高分子量材料には、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリチオフェンビニレンや、より好ましくは、ポリ−ｐ−フェニレンビニレンのような、実質的に共役したバックボーン（主鎖）を持つＥＬポリマーが含まれる。特に、（青色発光の）ポリ（アルキル）フルオレン、赤色、黄色あるいは青色光を発光するポリ−ｐ−フェニレンビニレン、２−あるいは２、５−置換ポリ−ｐ−フェニレンビニレンが好ましい。
【００２３】
本発明では、用語「有機」には、「ポリマー」が含まれ、一方、用語「ポリマー」およびそれから誘導されるそれが付加された物には、ホモポリマー、共重合体、三量体、および、オリゴマーはもちろん、より上位の同族体、が含まれる。
【００２４】
有機ＥＬ層は、５０ ｎｍから２００ ｎｍ、特に、６０ ｎｍから１５０ ｎｍの平均厚さを持つことが好ましく、あるいは、７０ ｎｍから１００ ｎｍの平均厚さを持つことが好ましい。
【００２５】
ホール注入／輸送層（ＨＴＬ）に好適な材料には、芳香族第三アミン、特に、ジアミンまたはより上位の同族体、ポリビニルカルバゾール、キナクリドン、ポルフィリン、フタロシアニン、ポリアニリンおよびポリ−３、４−エチレンジオキシチオフェンが含まれる。
【００２６】
電子注入／輸送層（ＥＴＬ）に好適な材料には、オキサジアゾールをベースとした化合物およびキノリンアルミニウム化合物が含まれる。
【００２７】
ＩＴＯがアノードとして使用される場合、ＥＬデバイスは、５０〜３００ ｎｍ厚のポリ−３、４−エチレンジオキシチオフェン層、あるいは、５０〜２００ ｎｍ厚のポリアニリン層のホール注入／輸送層材料を有するのが好ましい。
【００２８】
一般に、ＥＬデバイスは、１枚の基板を有している。その基板は、発光光に関して透明であるのが好ましい。好適な基板材料には、フレキシブルであるか否かの如何によらず透明な合成樹脂、石英、セラミック、ガラスが含まれる。その基板は、レリーフパターンのための支持表面を供給する。
【００２９】
第１の電極層が電子を注入し、第２の電極層がホールを注入してもよい。第１の電極層がホールを注入し、第２の電極層が電子を注入するのが好ましい。
【００３０】
電子注入電極は、Ｙｂ， Ｃａ， Ｍｇ：Ａｇ， Ｌｉ：Ａｌ， Ｂａのような低仕事関数を持つ金属（合金）から作られるか、あるいは、Ｂａ／Ａｌ電極やＢａ／Ａｇ電極のような異なる層のラミネートであるか、あるいは、区画用レリーフパターンを用いてパターン的に堆積することのできる他の電極材料であるのが好適である。
【００３１】
ホール注入電極は、Ａｕ， Ｐｔ， Ａｇのような高仕事関数を持つ金属（合金）で作るのが好適である。インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような、より透明なホール注入電極材料を使うのが、好ましい。ポリアニリン（ＰＡＮＩ）およびポリ−３、４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）のような導電性ポリマーもまた、好適な透明ホール注入電極材料である。ＰＡＮＩ層は５０〜２００ ｎｍ、ＰＥＤＯＴ層は１００〜３００ ｎｍの厚さを持つのが好ましい。ＩＴＯホール注入電極が用いられる場合には、第１の電極は、ホール注入電極であるのが好ましい。
【００３２】
関連して、本発明は、前記曲がりが、前記基板表面に実質的に平行な表面内の実質的に全ての位置で、最小１ μｍの曲率半径を持つ弧部分を有することを特徴とする、冒頭のパラグラフで記述したようなエレクトロルミネセントデバイスに関するものである。
【００３３】
曲がりを十分に滑らかにするために、特定の最小曲率を持つ弧部分が、用いられる。アンダーカットの大きさと比較して、この基準は、単に、レリーフパターンを平面図で検査することしか要求せず、断面をとる必要は全くないから、実際の使用には、より簡単である。
【００３４】
外境界線の１位置における曲率半径｜ｒ｜は、その外境界線が１平面内に位置していれば、｜（１ ＋ ｙ’^２）^３／２ ／ ｙ’’｜で定義される。ｙ’および ｙ’’は、それぞれ、外境界線のその位置における１次および２次導関数である。基板表面が平面でない場合には、それに対応して、定義が修正される。
【００３５】
当業者には、曲がり部分が湾曲して弧状になっている大きさと短絡の危険性との間の関係が徐々に変化する関係であるということ、および、湾曲して弧状になっている曲がり部分と弧状になっていない曲がり部分とを分離する、どんな定量的分岐ラインも、ある程度自由裁量にまかされるところがあるということは、容易に認識されるであろう。さらに、一方では、曲がりができるだけ滑らかで、したがって、曲率半径ができるだけ大きいことを要求して短絡の危険性を減少させる要請があり、他方では、レリーフパターンによって占められる面積は、発光に寄与せず、デバイスの輝度を減少させるから、区画用レリーフパターンによって占められる面積をできるだけ小さく、したがって、曲率半径をできるだけ小さく保つ要請があり、最小曲率半径は、両者の間の歩み寄りを表わしている。
【００３６】
これらの考察を心に留めて、本発明に従えば、曲がりでの曲率半径は、最小１ μｍであるべきである。ＥＬデバイスの応用に依存して、半径は、最小２ μｍ、あるいは最小５ μｍ， １０ μｍ、あるいは、２０ μｍでさえある。ハンドヘルド、ラップトップ、デスクトップ、テレビ応用用のＥＬディスプレイデバイスのような多くの応用にとって、５ μｍの制限は、十分過ぎるほどである。それどころか、多くのそのような応用では、平均半径で１０， １５， ２０ μｍ、あるいは、さらに大きくても好適である。平均曲率半径に対する上限は、なかんずく、湾曲しなければならないレリーフパターンの最小の特性サイズによって決定される。最小の特性サイズは、ひるがえって、レリーフパターンを備えるために使用されるパターニング法の解像度を、したがって、好適に利用可能なパターニング法の範囲を決定する。フォトリソグラフィの場合には、プロキシミティプリンティングによって備えられる解像度が、高解像度ディスプレイに対してさえ十分である。一般的に言って、パターニング法のコストは、解像度が上がるとともに上昇するので、できるだけ大きな曲率半径を選択するのが望ましい。通常、プロキシミティプリンティングの場合の最小曲率半径は５〜１０ μｍ、プロジェクションリソグラフィを用いて２〜５ μｍ、ステッパを用いて１〜２ μｍである。
【００３７】
曲率半径は、曲がりに沿った実質的にすべての位置において、特定された最小値を持つべきである。曲率半径は局所的な量であるから、弧部分、実際には、外境界線の任意の部分が、デバイスのどんな特定の目的にも役立たず、とりわけ、あらかじめ定められた位置における曲がりを構成していない曲率の大きな微小領域を含んでいることがある。そのような微小領域は、例えば、塵埃片の存在やプロセス状態におけるその他の系統的あるいは予測できない変化がもとで生じるかもしれない。そのような微小領域に対して、最小半径条件が実質的にすべての位置で満たされなければならないという要求が達成されることを考慮にいれてはならない。用語「実質的に」は、本発明では、この基準が、外境界線に沿ったすべての位置の少なくとも９５％、より良くは９７％、さらにより良くは９９％によって満足されるということを意味すると理解するべきである。
【００３８】
曲がりを湾曲させて弧状にする代わりに、曲がりを、斜角にしてもよい。
【００３９】
したがって、本発明のさらなる１つの観点は、前記曲がりが、最小２ μｍの長さを持ち、かつ、接続する外境界線線分部分と最小１２０ ？の角度をなす傾斜線分部分を備えることによって斜角をつけられていることを特徴とする、冒頭のパラグラフに既述のようなエレクトロルミネセントデバイスに関する。
【００４０】
隣接した線分部分となす傾斜線分部分の最小長さおよび最小角度に対して、弧部分に関して示された考察が、必要な変更を加えて適合する。あるいはまた、最小角度は、例えば、１１０°， １３０°あるいは１４０°に選択してもよいし、一方、最小長さは、３ μｍ， ５ μｍ， １０ μｍ、あるいは、妥当であれば２０ μｍでさえあってもよい。
【００４１】
好適な１実施例において、前記オーバーハンギング部が、フォトレジストのようなフォトパターン化された材料またはフォトパターン化可能な材料を有する。
【００４２】
十分に滑らかな曲がり、即ち、斜角をつけられた曲がりや弧状の曲がりを使用する利点は、とりわけ、オーバーハンギング部が、従来のフォトレジストのようなフォトパターン化可能な材料を用いて作製されたときに得られる。フォトパターン化可能な材料の使用は、オーバーハンギング部を、簡単な仕方で得ることを可能にする。そのような方法の例が、欧州公開特許ＥＰ−Ａ−８９２５８８号公報の中に与えられている。
【００４３】
本発明に係るエレクトロルミネセントデバイスの好適な１実施例において、前記オーバーハンギング部が、ネガ型のフォトパターン化可能な材料またはそれに等価な材料から統合的に形成される。
【００４４】
フォトレジストのようなフォトパターン化可能なネガ型の材料から統合的にオーバーハンギング部を形成することによって、オーバーハンギング部を単一のフォトリソグフィーステップで作製することが可能になる。用語「ネガ型」は、処理後に、パターン的に照射されたエリアだけが基板上に残るように処理することが可能な、どのようなフォトパターン化可能な材料にも関連するということを意味すると理解するべきである。そのようなネガ型レジストは、当業界において周知であり、本発明では、イメージ反転レジスト、および、その他の任意の、ネガ型レジストとして振舞うように処理されるレジストを含んでいる。
【００４５】
例えば、単一のフォトグラフィーステップでオーバーハンギング部を製造するための好都合な方法（その方法は本発明の範囲を越えて適用可能である）は、オーバーハンギング部を得るために、ネガ型レジストを、暗無照射領域、完全照射領域、および、暗無照射領域と完全照射領域との間に配された中間照射領域を持つパターンに合わせて光を照射することである。中間照射領域は、完全照射領域と無照射領域とが受ける照射線量の中間の照射線量を受ける。ネガ型レジストが、そのようなパターンに合わせて照射されると、現像の後に、オーバーハンギング部が、中間照射領域に形成されたアンダーカット領域を持って形成される。外境界線は、通常、無照射領域と中間照射領域の境界に位置し、ここで、中間照射領域と無照射領域との間の変わり目は、徐々に変化するものであると理解するべきである。
【００４６】
本発明に係るエレクトロルミネセントデバイスのさらなる１実施例は、前記オーバーハンギング部が、前記電極層をｎ個の互いに分離した電極セグメントに区画するためのｎ方ジャンクション（ｎは最小３）を有し、前記ｎ方ジャンクションの前記外境界線が、十分に滑らかな複数の曲がりを有することを特徴とする。
【００４７】
本発明は、ｎ方ジャンクションを有するように設計されたオーバーハンギング部を有するレリーフパターンにとりわけ有利である。そのようなジャンクションは、互いに接近した少なくとも２つの内側曲がりを持っている。短絡の危険性は、そのような構成において特に高いことが見出されている。一般に、そのジャンクションは、Ｔ字路のような３方ジャンクション、あるいは、十字路のような４方ジャンクションである。
【００４８】
本発明は、どんな種類のエレクトロルミネセントデバイスにも、とりわけ、どんなエレクトロルミネセントディスプレイデバイスにも適用可能である。例えば、そのデバイスは、バックライト、静止画像ディスプレイ、照明を施されたアイコン、掲示板、交通信号機であるかもしれない。好適なディスプレイ装置には、パッシィブ型およびアクティブ型のマルチカラーや単色のマトリクスディスプレイが含まれる。
【００４９】
独特な１つの実施例において、エレクトロルミネセントデバイスは、セグメント形エレクトロルミネセントデバイスである。
【００５０】
通常、セグメント形ディスプレイデバイスの電極層は、複数の独立にアドレス可能な電極セグメントを有するようにパターン化される。通常、しかし、必ずではなく、それらのセグメントは、タイムマルチプレックス様式でアドレスされる。通常、これらのうちの少なくとも１つは、オーバーハンギング部を持つレリーフパターンを用いて備えられる。電極層の望ましいパターンは、しばしば複雑な形状をしており、いくつかはｎ方ジャンクションを形成するように配置された多くの曲がりを持つ外境界線を有している。したがって、本発明は、セグメント形ディスプレイデバイスに組み合わせて用いたときにとりわけ有利である。
【００５１】
本発明に係るエレクトロルミネセントデバイスのさらに他の実施例において、前記区画用レリーフパターンが、各々が上述の大きさまで十分に滑らかにされた複数の曲がりを、各々、有する少なくとも２つの突出部を持つオーバーハンギング部を有する。
【００５２】
本発明の出願人の名義の未公開欧州特許出願（出願番号００２０４０５３．３， （ＰＨ−ＮＬ０００６２２））において、オーバーハンギング部のアンダーカット領域が、その後の、ＥＬ層のようなＥＬデバイスの機能的な層が得られる流動層の堆積に悪影響を及ぼすことが記載されている。このことは、細片状のオーバーハンギング部を持つパッシィブマトリクスデバイスで特に問題となることが見出されている。そのような悪影響が生じるのを防ぐために、オーバーハンギング部が、突出部を有して備えられる。しかしながら、外境界線があらかじめ定められた位置で曲がるという要求は、いずれかの曲がりが十分に滑らかでなければ、電極セグメント間の短絡を引き起こす原因となる。
【００５３】
本発明のこれらの、そして、他の観点が、以下に記述の実施例を参照して明確になり、解明される。
【００５４】
【発明の実施の形態】
実施例１ （ 本発明によらない ） 図１および図２を参照すると、ＥＬデバイス１が、第１の型の電荷（ホールまたは電子）を注入するための独立にアドレス可能な電極５ａおよび５ｂを有する第１の電極層と、第１の型の電荷を注入および／または輸送するための電荷注入／輸送層７と、エレクトロルミネセント層９と、第２の型の電荷を注入するための独立にアドレス可能な電極１１ａ， １１ｂ， １１ｄを有する第２の電極層と、を連続して備えた基板３を持っている。電極に電圧が印加されると、ホールと電子とが、注入される。エレクトロルミネセント層９内に注入されたホールと電子との再結合によって、特定の色の光が、生起する。
【００５５】
第２の電極層を区画するために、ＥＬデバイス１は、オーバーハンギング部１３が示されている区画用レリーフパターンを有している。オーバーハンギング部１３は、アンダーカット領域１５を持っている。アンダーカットの大きさが、距離Ｕによって示されている。
【００５６】
図２Ａ， ２Ｂ，２Ｃは、オーバーハンギング部のさらなる実施例２１３を示している。図２Ａ， ２Ｃにおいて、オーバーハンギング部２１３は、図２Ｃでは区画用レリーフパターンと統合する部分である基部２１４によって支持されている。
【００５７】
オーバーハンギング部１３は、曲がり１３ｂ−ｅを形成するようにあらかじめ定められた位置で曲がっている線分部分を有する外境界線１３ａを持っている。曲がり１３ｂは、その曲がりの一方の側上の点と他方の側上の点とを結ぶ線分がレリーフパターン１３の内部を横切るから、外側曲がりである。類似して、曲がり１３ｃ−ｅは、同様の線分がレリーフパターン１３の外部を通っているから、内側曲がりである。曲がり１３ｄおよび１３ｅは、電極層を、３つの互いに分離された電極セグメント１１ａ， １１ｂ， １１ｄに区画するための３方Ｔ形ジャンクションの部分である。
【００５８】
アンダーカット領域１５のために、オーバーハンギング部１３は、製造（詳細な例は以下に記述される）中に、第２の電極層を、相異なるセグメント１１ａ， １１ｂ， １１ｃ， １１ｄにパターン化することを可能にし、その結果、独立にアドレス可能な電極１１ａ， １１ｂ， １１ｄと、何らの機能を有しない電極材料のセグメント１１ｃとが生じる。しかしながら、曲がり１３ｂ−ｅは、十分に滑らかではないので、電極セグメントの望ましい分離ができないという高い危険性がある。このようなことが、曲がり１３ｂ， １３ｄ， １３ｅを例として、図１で示される。曲がり１３ｂと１３ｄとでは、電極セグメント１１ａと１１ｃとが接続しており、一方、曲がり１３ｄでは、セグメント１１ｃと１１ｄとが接続しており、その結果、電極セグメント１１ａと１１ｄとを接続して形成される導通パス、したがって、短絡された第２の電極層が生じる。ここに示されるように隣接したセグメント間で短絡が形成される必要があるが、電極セグメントは、何らの機能を持たないセグメント１１ｃを介して接続可能な任意のセグメントと短絡することが可能である。実際の設計では、独立にアドレス可能であるためのものである任意の２つのセグメントが、レリーフパターンの頂上に存在する何らの機能を持たないセグメントを介して接続可能である。
【００５９】
図３および図４は、電極短絡の問題の起源を例証するのに役立つ、エレクトロルミネセントデバイスの製造の一ステージを線図的に示している。特に、ＥＬデバイス１の製造の一ステージが示されている。示されているステージは、オーバーハンギング部１３（その輪郭が破線で示されている）が得られるフォトパターン化可能な材料層１２の照射ステージである。本例では、そのフォトパターン化可能な材料は、ネガ型フォトレジストである。開口１７ｂを持つマスク１７を通して層１２を近接してパターン的に露光することによって、完全照射エリア１２ｃと、非照射エリア１２ａとが、形成される。マスクエッジ１７ａで生じる回折効果により中間照射エリア１２ｂも形成され、ここで、異なるエリア間の遷移が急峻ではなくゆるやかであるということが理解される。使用しているネガ型フォトレジストは、非照射エリア１２ａが可溶性のままであり、完全照射エリア１２ｃが不溶性にされるという特性を持つので、中間照射エリア１２ｂは、中間の溶解度を持ち、したがって、現像の後、オーバーハンギング部１３にアンダーカット領域１５ができる。パターニングプロセスのパラメータを変化させることによって、とりわけ、層１２に対するマスク１５の距離を変化させることによって、任意の適切な量のアンダーカットを得ることができる。
【００６０】
図３を参照すると、マスク１７が、オーバーハンギング部１３の輪郭を決定する。中間照射エリア１２ｂは、マスクエッジ１７ａと外境界線１３ａとの間に位置している。図４に示される照射パターンは、曲がりから遠い位置では典型的なものである。しかしながら、曲がり１３ｂ−ｅ（図２を参照）では、照射パターンは、異なる。少なくとも１つの違いは、曲がり１３ｂのような外側曲がりでは、領域１４ｂのような中間照射領域が、その曲がりから遠い領域よりも、光を少なくしか受け取らない、即ち、アンダー露光されるということである。曲がり１３ｃ−ｅのような内側曲がりでは、中間照射領域１４ｃ−ｅは、領域１２ｂのような線分部分の中間照射領域よりも多くの光を受け取る。さらに、基板表面が光を反射する場合には、領域１４ｂ−ｅの干渉パターンは、一般に、領域１２ｂにできるそれとは異なる。領域１４ｂと領域１２ｂとの間の照射の差の結果として、オーバーハンギング部１３の線分部分のアンダーカットの大きさは、曲がり位置１３ｂ−ｅのそれと実質的に異なる。
【００６１】
曲がりでのアンダーカットの大きさが減少すると、それは、電極層が要求の通りには区画されないという危険性を増加させ、例えば、図１に示されるデバイスに帰着する。
【００６２】
電極セグメントが偶発的に接続される危険性は、オーバーハンギング部１３が、図１および図３に示される３方Ｔジャンクションのようなｎ方ジャンクションを有するところで、特に高い。
【００６３】
例として、ＥＬデバイス１は、以下のように製造される。
【００６４】
透明ライムガラス基板３に、従来通りに、ＩＴＯのセグメント５ａ， ５ｂを持つパターン化された第１の電極層が備えられる。
【００６５】
その後、ＩＴＯがコートされた基板をクリーニングし、前処理した後、イメージ反転レジストＡＺ５２１４Ｅ（Ｈｏｅｃｈｓｔ製）を基板にスピンコートし、５ μｍ厚のレジスト層１２を得る。レジスト層１２は、幅２０ μｍの開口１７ｂを持つマスク１７を通しての放射４１７によって、第１のパターン的な露光にさらされる。その露光は、マスクと基板との距離５０ μｍと近接して行なわれ、また、３５ ｍＪ／ｃｍ^２の線量が、完全照射領域１２ｃのレジスト層１２に入射される。マスクエッジ１７ａにおける回析によって、中間露光領域１２ｂが備えられる。その後、レジスト層１２は、潜像反転のために１１０°で１０分間、ホットプレートで焼成され、線量４２０ｍＪ／ｃｍ２で大線量露光され、現像液槽中に浸漬することによって１：１ ＡＺ現像液水混合液中で９０秒間、現像される。現像後、頂の寸法が２４ μｍ、底の寸法が約２０ μｍの逆台形の形のオーバーハンギング部１３を持ち、約４μｍのアンダーカットの大きさＵ、約４５°のアンダーカット角度を持つアンダーカット部１５になる、区画用レリーフパターンが得られる。
【００６６】
電荷輸送層７が、ポリ−３、４−エチレンジオキシチオフェン、ＰＥＤＯＴ（Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ、Ｂａｙｅｒ ＡＧ製）の水溶液をスピンコーティングし、１５０ ｎｍ厚の層７を生じるようにそのウェットＰＥＤＯＴ層を乾燥することによって堆積される。
【００６７】
次に、式（１）のポリマーの０．６重量％トルエン溶液が、１２５０ ｒｐｍでスピンコーティングされ、平均厚さ１１．６ μｍのウェット層となる。ここで、？ＯＣ_１０は、３，７−ジメチルオクチルオキシを意味し、ｒおよび１−ｒは、０．５に等しく、それぞれ、ｒおよび１−ｒが付されている大括弧の中に示される構造を持つユニットの割合を示している。
【００６８】
国際公開特許ＷＯ ９９／２１９３６号公報と同様の方法に従って、共重合体が合成される。ウェット層を乾燥させて、７０ μｍの平均厚さを持つＮＲＳ−ＰＰＶの複数の有機ＥＬ層９が得られる。
【００６９】
オーバーハンギング部１３を有するレリーフパターンを、作り付けのシャドウマスクとして使用している間に、３ ｎｍ厚のＢａ層および２００ ｎｍ厚のＡｌ層が、金属蒸気の真空蒸着によって、ＥＬ層９の表面上に連続的に堆積され、それによって、電極セグメント１１ａ − ｄを有する、区画された第２の電極層を形成する。セグメント１１ａ， １１ｂ， １１ｄは、独立にアドレス可能なカソードを形成し、セグメント１１ｃは、何らの機能を持たない電極材料である。
【００７０】
この方法を何回か繰り返すと、多くの場合、独立にアドレス可能であるべき電極セグメントが実際には電気的に接続するために、その結果完成したデバイスは、欠陥のあるものとなることが見出される。その歩留りは、第２の電極層の望みのパターンに、とりわけ、それが含んでいる曲がりの数に依存する。
【００７１】
実施例 ２（ 本発明による ）
【００７２】
図５は、本発明に係るエレクトロルミネセントデバイスの平面図を線図的に示している。
【００７３】
図６は、図５の平面図の一部の拡大図を示している。
【００７４】
ＥＬデバイス５１は、オーバーハンギング部１３の外境界線１３ａの曲がり１３ｂ−ｅが、本発明によれば十分に滑らかであるということを除けば、ＥＬデバイス１と、とりわけ、図１のＩ−Ｉ線に対応する線に沿って取られる図２に示される断面と同様である。
【００７５】
本発明を例示する目的で、レリーフパターンには、種々の可能な十分に滑らかな曲がりが含まれている。実際には、むしろ、終始、全く同一のタイプが使われるであろう。
【００７６】
図６に拡大図が示されている外側曲がり１３ｂ、および、内側曲がり１３ｅは、それぞれ、弧部分１８ａおよび１８ｂによって十分滑らかにされている。湾曲した弧の大きさは、弧部分１８ａ， １８ｂに沿う位置における曲率半径によって定量化される。その半径は、基板表面に平行な表面内にあるとみなされる。本実施例では、基板表面は、図５の図面の平面と平行な平坦な表面である。
【００７７】
図６に描かれた円は、位置ＸおよびＹで弧部分１８ａに接し、また、図５の円は、位置Ｚで弧部分１８ｂに接している。それらの円は、位置ＸおよびＹにおいて、弧部分１８ａと同じ接線および曲率を持っており、それぞれ、曲率半径ＲｘおよびＲｙによって特徴づけられる。同様に、Ｚにおける曲率半径は、Ｒｚである。弧部分１８ａおよび１８ｂの実質的に全ての各位置における曲率半径は、電極セグメントが偶発的に接続する危険性を減少させるために、特定の最小曲率半径を越えなければならない。
【００７８】
当該危険性の著しい減少が、最小曲率半径を１ μｍに設定することにより達成される。その危険性は、その値を、２ μｍ， ５ μｍ， １０ μｍと、それぞれ、設定することによって、さらに減少されていく。多くの応用において、１５ μｍ以上の最小値を用いるのが適切である。特に、弧部分１８ａおよび１８ｂは、円弧部分、したがって、一定曲率の弧部分であることもある。
【００７９】
内側曲がり１３ｃと１３ｄとは、それぞれ、隣接する線分部分と角度２０ａ， ２０ｂをなす線分部分２０と、隣接する線分部分と角度１９ａ， １９ｂをなす線分部分１９と、を用いて斜角をつけられている。線分部分２０および１９の長さ、ならびに、これらの線分部分が隣接する線分部分となす角度は、第２の電極層の電極セグメントが偶発的に接続される危険性を減少させるために、それぞれ、特定の最小長さ、ならびに、最小角度を持たなければならない。
【００８０】
手ごろなデザインルールとしては、線分部分１７の長さが最小でも２ μｍであり、角度が最小でも１２０ °である。そうでなければ、最小角度は、例えば、１１０ °， １３０ °， １４０ °に選ばれてもよく、最小の長さは、３ μｍ、５ μｍ、１０ μｍでも、あるいは、適切でさえあれば、２０ μｍでさえあってもよい。
【００８１】
十分に滑らかな曲がりを持つ多数のＥＬデバイス５１が、実施例１に記述された方法に従って製造されたとき、その製造プロセスの歩留りは劇的に増加する。第２のレリーフパターンの望みのパターンに依存しながら、製造歩留りは、通常、４倍以上に増加することができる。
【００８２】
図７は、本発明に係るＥＬデバイスに用いる区画用レリーフパターンのさらなる実施例の平面図を示している。このレリーフパターンは、パッシィブマトリクスエレクトロルミネセントディスプレイデバイスに特に用いられる。このレリーフパターンは、電極セグメントを分離して、エリア７１１ａおよび７１１ｂに堆積させることを可能にするオーバーハンギング部７１３を有している。オーバーハンギング部７１３は、直交して延びる突出部７１４および７１５を備えた細長い線分部分７１６を形成するように、あらかじめ定められた位置７１３ｂおよび７１３ｃで曲る外境界線７１３ａを持っている。外側曲がり７１３ｂは、弧部分７１４ａおよび７１５ａを用いて十分滑らかにされており、一方、内側曲がり７１３ｃは、弧部分７１５ｂを用いて滑らかにされるか、あるいは、線分部分７１４ｂを用いて斜角をつけられている。外境界線７１３ａが曲がりで滑らかにされていない（破線で示されるように）と、曲がりでのアンダーカットが不十分であり、それは、電極セグメント７１１ａと７１１ｂとが、例えば、エリア７１１ａ側の曲がり７１３ｃ、細長い部分７１６の表面に堆積された何らの機能を持たない電極材料、および、他の側の７１３ｃのような曲がりを介して、偶発的に接続される危険性を増加させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によらないエレクトロルミネセントデバイスを平面図で線図的に示す。
【図２】図１のデバイスのＩ−Ｉ線に沿う断面を線図的に示す（図２Ａ〜２Ｃは、オーバーハンギング部の断面を線図的に示す）。
【図３】図１のエレクトロルミネセントデバイスの一製造ステージにおける平面図を線図的に示す。
【図４】図３の製造ステージにおけるＩＩ−ＩＩ線に沿う図１のデバイスの断面を線図的に示す。
【図５、６】図５は、本発明によるエレクトロルミネセントデバイスの平面図を線図的に示す。図６は、図５の平面図の一部の拡大図を示す。
【図７】本発明によるＥＬデバイスに用いられる区画用レリーフパターンのさらなる実施例の平面図を示す。
【符号の説明】
１１ａ， １１ｂ， １１ｄ， ７１１ａ， ７１１ｂ 電極セグメント
１３， ７１３ オーバーハンギング部
１３ｂ， １３ｃ， １３ｄ， １３ｅ， ７１３ｂ， ７１３ｃ 曲がり
１８ａ， １８ｂ， ７１５ｂ 弧部分
１９， ２０， ７１４ｂ 線分部分
１９ａ， １９ｂ， ２０ａ， ２０ｂ 角度
５１ エレクトロルミネセントデバイス

Claims (8)

1. エレクトロルミネセントデバイスの電極層をパターニングするためにアンダーカットされたオーバーハンギング部を有する区画用レリーフパターンを備えた基板表面を有するエレクトロルミネセントデバイスにおいて、前記オーバーハンギング部が、少なくとも１つの線分部分とあらかじめ定められた位置における１つの曲がりとを有する外境界線を持つエレクトロルミネセントデバイスであって、
   前記曲がりが、曲がりにおける前記オーバーハンギング部を、前記オーバーハンギング部の前記線分部分におけると実質的に同じ大きさまでアンダーカットさせるほどに十分に滑らかであることを特徴とするエレクトロルミネセントデバイス。
2. エレクトロルミネセントデバイスの電極層をパターニングするためにアンダーカットされたオーバーハンギング部を有する区画用レリーフパターンを備えた基板表面を有するエレクトロルミネセントデバイスにおいて、前記オーバーハンギング部が、少なくとも１つの線分部分とあらかじめ定められた位置における１つの曲がりとを有する外境界線を持つエレクトロルミネセントデバイスであって、
   前記曲がりが、前記基板表面に実質的に平行な表面内の実質的に全ての位置で、最小１ μｍの曲率半径を持つ弧部分を有することを特徴とするエレクトロルミネセントデバイス。
3. エレクトロルミネセントデバイスの電極層をパターニングするためにアンダーカットされたオーバーハンギング部を有する区画用レリーフパターンを備えた基板表面を有するエレクトロルミネセントデバイスにおいて、前記オーバーハンギング部が、少なくとも１つの線分部分とあらかじめ定められた位置における１つの曲がりとを有する外境界線を持つエレクトロルミネセントデバイスであって、
   前記曲がりが、最小２μｍの長さを持ち、かつ、接続する外境界線線分部分と最小１２０ °の角度をなす傾斜線分部分を備えることによって斜角をつけられていることを特徴とするエレクトロルミネセントデバイス。
4. 前記オーバーハンギング部が、フォトレジストのようなフォトパターン化された材料またはフォトパターン化可能な材料を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のエレクトロルミネセントデバイス。
5. 前記オーバーハンギング部が、ネガ型のフォトパターン化可能な材料またはそれに等価な材料から統合的に形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエレクトロルミネセントデバイス。
6. 前記オーバーハンギング部が、前記電極層をｎ個の互いに分離した電極セグメントに区画するためのｎ方ジャンクション（ｎは最小３）を有し、前記ｎ方ジャンクションの前記外境界線が、十分に滑らかな複数の曲がりを有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のエレクトロルミネセントデバイス。
7. 前記エレクトロルミネセントデバイスが、セグメント形エレクトロルミネセントデバイスであることを特徴とする請求項６に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
8. 前記レリーフパターンが、請求項１から７のいずれか１つによって要求される前記タイプの複数の曲がりを、各々、有する少なくとも２つの突出部を持つオーバーハンギング部を有することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のエレクトロルミネセントデバイス。

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